凝析油外輸泵變頻運行優(yōu)化改造

朱曉威（中原油田天然氣處理廠，河南 濮陽 457162）

凝析油外輸泵變頻運行優(yōu)化改造

朱曉威（中原油田天然氣處理廠，河南 濮陽 457162）

雅克拉集氣處理站兩臺凝析油外輸泵由分別由兩個變頻器控制，可以實現(xiàn)手動更改頻率到達低頻運行效果，不能完全自動變頻控制。因此，在生產(chǎn)外輸發(fā)生較大變化時，不能及時變頻滿足需求，影響了裝置安全平穩(wěn)運行，必須對外輸泵變頻運行進行優(yōu)化改造。

凝析油；泵；變頻器；優(yōu)化；改造

1 凝析油外輸現(xiàn)狀

雅克拉集氣處理站（以下簡稱雅站）有兩個凝析油儲罐，存儲能力為4000 m3。雅站凝析油產(chǎn)量為380噸/天，每天生產(chǎn)的凝析油由2臺外輸泵增壓后輸送至雅克拉末站。同時，塔河油田采油三廠來油進入雅站后，經(jīng)凝析油換熱器加熱后與雅站外輸凝析油一起外輸?shù)窖趴死┱?。由于兩個單位共用一條外輸管線，其中一個單位外輸量的增加或減少決定了另一個單位凝析油外輸量的大小。雅站現(xiàn)用兩臺凝析油外輸泵各有一臺變頻控制柜，由于未與工藝參數(shù)（如液位、流量）連鎖，故不能實現(xiàn)自動變頻控制。但能夠實現(xiàn)現(xiàn)場（配電室）手動變頻控制（10-50HZ）。目前凝析油外輸泵變頻器頻率設定為33Hz，通過調節(jié)泵出口閥門將泵出口壓力控制在1.1Mpa~1.3Mpa，足夠滿足外輸需求。雅站用1#凝析油浮頂罐邊生產(chǎn)邊外輸?shù)哪Ｊ?，通過調整外輸瞬時量（控制在15.83噸/h）,使外輸量與生產(chǎn)量基本保持一致，保證產(chǎn)輸平衡，實現(xiàn)連續(xù)不間斷外輸。

2 外輸泵運行中遇到的問題

A．雅站凝析油外輸泵在變頻器頻率35Hz下，通過調節(jié)泵出口閥門將泵出口壓力控制在1.1Mpa—1.3Mpa，而塔河來油量控制在60噸/天以內，其進站壓力最高為1.05Mpa。2016年6月份，塔河來油調整外輸量，最高每天來油為110噸。在塔河來油逐步提量的同時，進雅站的壓力最高壓力將會達到1.5Mpa，超過雅站外輸泵出口壓力，導致雅站凝析油外輸量大幅降低接近于零排量，會造成“憋泵”狀態(tài)，造成泵損壞隱患。

B．由于凝析油外輸泵只是降頻低頻運行，并不能根據(jù)流量或液位等參數(shù)進行自動調頻，也就不能改變電機轉速從而提高泵出口壓力以及外輸排量。塔河來油大幅提量后，外輸泵在變頻頻率35Hz下，已經(jīng)無法滿足雅站產(chǎn)輸平衡的要求，必須手動增加變頻頻率甚至將變頻器轉換為工頻（50Hz）運行，才能提高外輸壓力，以滿足和塔河來油同時外輸要求。

C．凝析油外輸泵備壓的增大，電機變頻頻率的提高，都會增加外輸泵的負荷，就會出現(xiàn)電機電流高、易燒壞的問題。一旦凝析油外輸泵損壞維修，凝析油不能及時外輸，就會出現(xiàn)原油憋罐，嚴重影響正常生產(chǎn)，存在安全隱患。

D．凝析油外輸泵介質溫度偏高，在凝析油外輸泵高負荷、高頻率運行時，泵（屏蔽泵）體溫度過高，易使凝析油中的鹽在泵體內因高溫而結晶析出，而泵體結鹽反過來又會加劇外輸泵運行電流增加，嚴重影響泵的使用壽命，甚至燒泵。

3 凝析油外輸泵變頻運行優(yōu)化改造

針對塔河來油提量的解決方案：

方案一：改變凝析油外輸模式。將凝析油外輸方式由邊產(chǎn)邊輸改為先生產(chǎn)、再外輸?shù)哪Ｊ剑簝蓚€凝析油儲罐一個進料生產(chǎn)、一個備用，生產(chǎn)罐滿時開始外輸，倒罐生產(chǎn)；同時，與塔河油田采油三廠聯(lián)系，在雅站生產(chǎn)不外輸時，塔河啟泵外輸，至塔河外輸結束，雅站啟泵外輸，實現(xiàn)兩者交替外輸，以滿足兩個單位生產(chǎn)外輸需求。

此方案缺點：（1）不能夠連續(xù)外輸，需要多次取樣化驗、啟泵聽泵，壓縮了外輸時間，增加了兩個單位操作人員的工作量。（2）此外輸方案要求凝析油大排量、短時間內進行外輸。根據(jù)以往的生產(chǎn)經(jīng)驗，受罐存儲能力和單泵輸送能力限制，為了保證不出現(xiàn)原油憋罐，經(jīng)常會啟雙泵外輸，這樣就無備用泵。只要有一臺泵損壞維修，就會嚴重影響正常生產(chǎn)，存在安全隱患。因此，我們將此方案作為備選方案。

方案二：不改變凝析油外輸方式，提高變頻頻率。通過手動更改頻率，我們可以發(fā)現(xiàn)當凝析油外輸泵變頻率達到40Hz以上時，泵出口壓力可以控制在1.8Mpa~3.5Mpa，而流量可以達到19t/h~30 t/h。從理論上來講，可以滿足雅站和塔河凝析油同時外輸，并且確保雅站能夠產(chǎn)輸平衡。

在滿足塔河來油增量的基礎上，我們對雅站凝析油外輸泵做了變頻運行試驗：首先，雅站先停止凝析油外輸，然后聯(lián)系塔河油田油三廠，使其外輸量逐漸由60噸/天提高到110噸/天。雅站啟凝析油外輸泵，根據(jù)塔河來油量變化，調整電機頻率，找到確保雅站外輸瞬時量大于15.83 t/h對應的頻率值。通過實驗，我們最終把外輸泵的頻率設定在40Hz可以同時滿足外輸壓力和流量需求。因此，我們選擇方案二。

同時對凝析油外輸泵控制回路進行改造，利用凝析油外輸泵電機自帶的熱敏開關，將其串聯(lián)在外輸泵電機控制回路中。當外輸泵電機運行時的溫度過高時，就會觸動熱敏開關里面的金屬片發(fā)生形變，從而斷開電機控制回路，使電機停止運行，達到保護外輸泵的目的。改造如圖：

4 結語

通過對凝析油外輸泵變頻控制頻率的優(yōu)化改變以及對其電機控制回路改造，滿足了凝析油連續(xù)外輸生產(chǎn)的要求，增加了對電機的保護，避免外輸泵在惡劣環(huán)境條件下長時間運行，延長了外輸泵的使用壽命。